国外耐高温聚合物基复合材料基体树脂研究与应用进展

综述了国外近年来在耐高温聚合物基复合材料基体树脂研究与应用领域内的最新进展情况。重点阐述了聚酰亚胺(PI)、双马来酰亚胺(BMI)、氰酸酯(CE)、苯并噁嗪(BX)以及氰基树脂的基础与应用研究现状。

耐高温双马树脂体系

研究了803树脂的反应特性、流变特性,MT300/803复合材料的耐热性能和力学性能,并分析了复合材料的微观形貌。结果表明:803树脂具有很高的活性、良好的流动性及工艺性;MT300/803复合材料具有优异的耐高温性能,DMA储能模量转变点约为300℃,Td5为396℃,其室温、高温力学性能优异;803树脂与MT300碳纤维界面强度高、匹配性好。综合分析,803树脂及其复合材料具有优异的耐高温性能,可推广应用于航天高性能耐高温结构复合材料领域。

炭纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料电子束固化的初步研究

以双马来酰亚胺树脂体系为基体制备成复合材料 ,对炭纤维单向层压板进行电子束辐射固化 ,并对其玻璃化温度及力学性能进行了测试。玻璃化温度为 2 6 3.2℃ ,拉伸模量为 12 8GPa,弯曲模量为 10 3.3GPa,拉伸强度为

新型改性双马来酰亚胺树脂体系

采用新型改性剂烯丙基酚氧树脂 (AE)和热塑性改性聚醚酮 (PEK-C)等对典型的二苯甲烷型双马来酰亚胺(MBMI) / O,O′-二烯丙基双酚 A(DABPA)二组分体系进行增韧改性 ,获得了具有优良的韧性和基本力学性能、良好的耐热性和较低的加工温度的新型改性 BMI/ T3 0 0复合材料体系。

高温树脂基复合材料在超声速导弹弹体上的应用

描述了超声速导弹弹体的热环境 ,高温树脂基复合材料基体候选树脂 ,重点介绍了双马来酰亚胺、聚酰亚胺树脂和氰酸酯的性能及最新进展 。

双马来酰亚胺增韧研究Ⅱ．链扩展双马来酰亚胺及其树脂的合成及表征

合成了一系列结构不同和链长短不一的双马来酰亚胺，并对其结构和性能作了表征，同时研究了它们的固化反应和固化产物的性能。用双马来酰亚胺和二烯丙基化合物反应制造了增韧树脂，研究了该树脂的固化和热稳定性。

5405双马来酰亚胺树脂基复合材料湿热性能研究

５４０５双马来酰亚胺树脂是针对飞机主受力构件应用而研制的具有良好韧性、湿热性能和工艺性的基体。本文研究了该树脂浇铸体及其碳纤维复合材料有关热、湿方面的性能。结果表明，５４０５树脂吸湿率低，耐热性与５２４５Ｃ相当；Ｔ３００／５４０５复合材料在１３２℃热／湿条件下的弯曲强度及短梁剪切强度保持率达到ＴＭ６／５２４５Ｃ的水平，能保证飞机主受力构件在１３０℃下的使用。

5428/T700体系制造大厚度构件的工艺适宜性研究

对一种航空用改性双马来酰亚胺树脂/碳纤维(5428/T700)复合材料体系制造大厚度构件的工艺适宜性进行研究,通过差示扫描量热法研究了5428树脂的固化反应特性,并测量了5428/T700厚板在固化过程中的温度场。发现5428树脂固化反应放热缓慢而均匀,有利于制造大厚度构件;5428/T700厚板在固化过程中其厚度方向上的温度分布均匀,没有出现明显的温度突增现象;并通过热压罐技术制造出了质量良好的厚板试件。结果表明,5428/T700体系适合于制造大厚度复合材料构件。

新型无溶剂耐高温双马树脂及其碳纤维复合材料

采用双酚A型氰酸酯改性双马树脂,研制了一种新型无溶剂耐高温双马树脂基体,研究了树脂体系的黏度特性和固化反应动力学,进行了改性树脂体系的力学性能与耐热性研究,实现了T700CF/双马树脂基复合材料的湿法缠绕成型工艺。结果表明,改性双马树脂的拉伸强度为75.6 MPa,断裂伸长率为2.4%,弯曲强度为111 MPa,玻璃化转变温度为227.9℃。该改性双马树脂体系的黏度适中、适用期长且适于湿法缠绕,T700CF/双马树脂基复合材料的纵向拉伸强度为1 668 MPa,纵向弯曲强度为1 590 MPa,层间剪切强度为73.3MPa。

5405双马来酰亚胺树脂基复合材料的韧性评价

研制出高韧性，耐湿热，工艺性好的基体树脂是复合材料扩大到飞机主受力构件应用的关键。５４０５双马来酰亚胺树脂正是基于这一目的而研制的，它以Ｎａｒｍｅｏ５２４５Ｃ作为参比对象，在保证１３０℃使用和良好工艺性的前题下，以突出高韧性为目标。本文研究该树脂浇铸体及碳纤维复合材料的韧性数据，结果表明，５４０５树脂具有良好的韧性，其韧性数据优于５２０８和５２４５，迭层板部分性能达到ＮＡＳＡＲＰ１１４２中规定的指标。

增韧双马来酰亚胺的性能及其热稳定性

以二苯甲烷双马来酰亚胺和邻－二烯丙基双酚Ａ为共聚单体，制成了增韧的双马来酰亚胺（ＢＭＩ）树脂．并测定了树脂的各种性能．对影响因素作了探讨．还研究了双马来酰亚胺及ＢＭＩ／二烯丙基双酚Ａ固化树脂的热稳定性，提出了交联产物的热分解历程．

树脂配制方法的改进对双马树脂及预浸料性能影响

提出浆料混合法配制热塑性树脂改性聚醚酮（PEK-C）增韧的双马树脂,研究浆料混合法配制的双马树脂及其T700碳纤维预浸料的基本性能,并与传统热熔法进行比较。结果发现,与传统热熔法相比,浆料混合法显著提高树脂和预浸料的粘性和室温储存稳定性,预浸料由传统的无粘性变成粘性和可操作性良好,室温粘性和力学性能储存期由原来的20天提高到至少三个月以上,并且制备预浸料的涂布头温度和热压辊温度可降低30-40℃左右,明显改进了预浸料的制备工艺。复合材料的力学性能和耐热性测试结果表明,改变树脂配制方法对复合材料的力学性能和耐热性没有影响。

聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备及性能

以聚酰亚胺短纤和沉析纤维为原料,通过湿法抄造结合热压和树脂浸渍的方法制备聚酰亚胺纤维/环氧树脂纸基复合材料,研究了热压温度、热压压力以及环氧树脂浸渍量对聚酰亚胺纸基复合材料性能的影响.结果表明,热压处理增加了聚酰亚胺纤维间的接触面积,使聚酰亚胺纤维纸的力学性能和电学性能增强;采用环氧树脂浸渍处理,可以进一步增加聚酰亚胺纸基复合材料的力学性能(抗张指数提高了1.25倍)和电学性能(耐压强度提高了17%);当热压温度为210℃、热压压力为120 N/mm、浸渍量为20%时,所制备的聚酰亚胺纸基复合材料具有较好的力学性能和电学性能,其抗张指数为57.5 N·m/g,撕裂指数为6.86 m N·m2/g,耐压强度为12.3 k V/mm,在航空航天、绝缘阻隔、环境保护等领域具有潜在的应用前景.

改性双马来酰亚胺树脂基体及其复合材料力学性能的研究

本文对双马来酰亚胺 (BMI) /二苯甲烷二胺 (DDM ) /环氧树脂 (EP) / 2 -甲基咪唑 (2MZ)

先进复合材料的研发目标与发展方向

论述了先进复合材料(ACM)的发展机遇及构成ACM的主要高性能增强纤维(聚丙烯腈基碳纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维和中间相沥青基碳纤维等)、表面处理剂、新型环氧树脂基体的研发课题与目标,以及复材用粘合剂和汽车用CFRP部件的应用简况及功能性快速成型加工技术等。

KH－304热固性聚酰亚胺树脂及其碳纤维复合材料高温热稳定性的研究

用热重分析仪分析了ＫＨ－３０４热固性聚酰亚胺树脂及其碳纤维复合材料在氮气和空气中的热分解过程，计算了它们在氮气和空气中的热分解活化能，比较了两者的高温热稳定性。

航空用国产碳纤维/双马树脂复合材料湿热力学性能

用一种航空用国产T700级碳纤维和4种双马树脂分别制备复合材料,采用三种湿热条件(100℃水煮、70℃水浸、70℃/85%相对湿度)对复合材料层板进行湿热处理,研究室温和150℃下与界面和基体相关的复合材料湿热力学性能。结果表明:湿热处理后复合材料的力学性能有所降低,尤其是对复合材料高温力学性能影响显著,其中90°拉伸性能、0°压缩强度、弯曲强度、开孔压缩强度对吸湿和温度较敏感,而0°压缩模量、弯曲模量和开孔拉伸强度对吸湿和温度不敏感。对比不同湿热条件处理后复合材料力学性能的变化,发现100℃水煮后力学性能衰减幅度较大,认为这与其平衡吸湿率较高有关。结合90°拉伸断面的扫描电镜分析,认为界面湿热性能是决定国产碳纤维复合材料湿热性能的关键因素。

聚酰亚胺纤维增强树脂基复合材料的研究

以聚酰亚胺纤维为增强体,环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯和聚酰亚胺树脂为基体,通过模压成型法制备了4种聚酰亚胺纤维增强的树脂基复合材料。研究了4种基体树脂低聚物的固化行为和流变性能,并表征了4种相应树脂基复合材料的热学、力学、介电性能以及纤维与树脂之间的界面性能。结果表明:4种基体树脂低聚物最低黏度都低于15Pa·s,显示了良好的成型工艺性,环氧树脂基复合材料的力学性能最好,弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别达到716MPa、54.9GPa和56.5MPa;聚酰亚胺树脂基复合材料的耐热等级最高,玻璃化转变温度大于300℃;氰酸酯树脂基复合材料的介电性能最优,介电常数在低频段低于3.3。

航空用国产碳纤维/双马树脂复合材料湿热特性

针对1种航空用国产T700级碳纤维和4种双马树脂(QY9611、5429、QY9512、QY8911-4),采用3种湿热条件(100℃水煮、70℃水浸、70℃/85%相对湿度)对其复合材料单向层板进行湿热处理,通过研究吸湿量、扩散系数、显微结构、化学成分、耐热温度及力学性能,分析了复合材料的湿热特性。结果表明,4种复合材料在3种湿热条件下的吸湿行为均符合Fick第二扩散定律,100℃水煮时平衡吸湿量和扩散系数最大,70℃/85%相对湿度时两者最小。4种复合材料吸湿速度有明显区别,这与其原材料形式和成型工艺不同有关。湿热处理未导致复合材料内部产生损伤和化学变化,主要引起增塑效应,导致玻璃化转变温度降低。复合材料的90°拉伸性能测试结果表明,高温和吸湿耦合作用下复合材料力学性能衰减更为明显,破坏模式由基体开裂转变为界面脱黏和开裂。

高强型聚酰亚胺纤维增强热塑性树脂基复合材料防弹性能研究

采用S35高强型聚酰亚胺(PI)纤维作为增强体,热塑性树脂作为基体,采用热压工艺制备了织物结构和正交单向无纬(UD)结构复合材料靶板,通过弹道极限速度测试和背部变形测试,研究了增强体结构和界面结合强度对PI纤维增强热塑性树脂基复合材料防弹性能的影响。结果表明:高强型聚酰亚胺纤维表现出了优异的防弹性能;UD结构靶板更适用于防铅芯弹;织物结构靶板更适用于防破片;当界面剥离强度由5.45N/cm提高到26.44N/cm时,剥离后界面处的纤维表面形貌的破坏程度逐渐增加。当侵彻体为5.6g铅芯弹时,随着界面剥离强度的提高,复合材料靶板的防弹性能呈现出先提高后降低的趋势;并且靶板的背部变形逐渐减小,进一步证明了界面结合强度对复合材料靶板防弹性能的影响。